- •Санкт-Петербургский университет телекоммуникаций им. Проф. М.А. Бонч-Бруевича
- •Подлежит возврату в институт
- •Общие указания
- •2. Выбор варианта задания
- •3. Требования к оформлению
- •4. Задание
- •5. Методические указания по выполнению курсовой работы
- •6. Краткие теоретические сведения по проектированию
- •6.1. Особенности усиления сигналов передающих телевизионных трубок
- •6.2. Структурная схема
- •6.3. Усилительный каскад на полевом транзисторе
- •6.4. Усилительный каскад на биполярном транзисторе
- •6.5. Эмиттерная коррекция
- •6.6. Эмиттерный повторитель
- •6.7. Коррекция искажений входной цепи
- •6.8. Искажения в области низких частот
- •6.9. Расчет параметров широкополосного усилительного
- •1. Общие указания ……………………………………………………………………… 3
- •2. Выбор варианта задания …………………………………………………………… 3
6.2. Структурная схема
Типичная структурная схема предварительного усилители показана на рис. 4.
Сопротивление нагрузки подключено ко входу широкополосного усилительного каскада с равномерной частотной характеристикой в пределах рабочей полосы частот, обычно от 50 Гц до 6-7 МГц. Блок 1 может содержать несколько усилительных каскадов. На входе его следует установить транзистор с малым уровнем собственных шумов. Кроме того, входной каскад должен иметь высокое входное сопротивление, что необходимо для обеспечения возможности работы со значительным сопротивлением нагрузки передающей трубки. Этим условиям удовлетворяет полевой транзистор.
В блоке 2 осуществляется подъем частотной характеристики, необходимый для коррекции искажений входной цепи. Величина подъема зависит от искажений входной цепи. Поскольку в области низких частот (50 Гц) по определению коэффициент передачи входной цепи максимален и равен единице, то относительная величина спада на верхней частоте будет (3)
(6)
Ранее было показано, что спад может быть значительным и достигать в типичных случаях.
Следовательно, корректирующая схема должна обеспечить относительный подъем частотной характеристики в раз. В конкретном примере в 100 раз.
Обозначим величину коэффициента передачи корректирующей схемы на верхней частоте усиливаемого диапазона частот как . В зависимости от используемой схемы коррекции эта величина может быть либо меньше единицы (коррекция частотно-зависимым делителем), либо больше единицы, например, в схеме с эмиттерной коррекцией. Поэтому коррекция достигается относительным уменьшением коэффициента передачи в области низких частот.
Отсюда видно, что коэффициент усиления блока 1 должен быть таким, чтобы компенсировать ослабление сигнала в низкочастотной области, вносимое корректирующей схемой. В общем виде
(7)
В противном случае шумы блока 3 могут ухудшить усиливаемый сигнал.
Например, при использовании в корректирующей схеме частотно-зависимого делителя величина наибольшего коэффициента передачи обычно выбирается . Тогда при спаде во входное цепи минимальная величина коэффициента усиления широкополосного усилителя блока 1 будет
.
Такое усиление (по напряжению) могут обеспечить два каскада.
Обычно предварительный усилитель на выходе нагружен коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением Ом и должен обеспечить сигнал с размахом 0,3 - 0,4 В. Поэтому выходной каскад 4 выполняется по схеме эмиттерного повторителя. Для согласования выходного сопротивления каскада с волновым сопротивлением кабеля включают согласующий резистор.
Выходное сопротивление эмиттерного повторителя обычно в несколько раз меньше . Поэтому для согласования приходится включать резистор, сопротивление которого соизмеримо с .
В результате, коэффициент усиления выходного каскада (по напряжению) оказывается близким к 0,5.
Недостающее усиление обеспечивает широкополосный усилитель 3. Рассмотрим пример. Пусть выходной сигнал В. Тогда на вход эмиттерного повторителя 4 требуется подать сигнал с размахом
В.
Далее считаем, что МОм, ток сигнала 0,1 мкА. Тогда размах сигнала на входе В. Пусть, как и в ранее рассмотренном примере, спад во входной цепи на верхней частоте . В рационально спроектированном усилителе усиление в блоке 1 компенсирует ослабление сигнала в корректирующей схеме 2. В результате на выходе корректирующей схемы сигнал не должен быть меньше входного, равного 0,01 В.
Тогда коэффициент усиления широкополосного усилителя 3 будет
.
Как отмечалось ранее, коэффициент усиления блока 1 желательно выбрать с запасом, чтобы сигнал на выходе корректирующей схемы был бы больше входного. Если обеспечить запас в 2 раза, то на входе усилителя 3 сигнал будет равен В, и коэффициент усиления соответственно будет
.
В усилителе 3 предусматривается дополнительная коррекция частотной характеристики в области высоких частот и установочная регулировка усиления.
При выборе количества усилительных каскадов в предварительном усилителе следует учитывать требуемую полярность выходного сигнала. В стандартном телевидении выходной сигнал должен быть позитивной полярности во всех точках коммутации, т.е. потенциал уровня белого должен превышать потенциал уровня черного. Все входные и выходные цепи должны быть несимметричными по отношению к корпусу (земле). Номинальное значение входных и выходных сопротивлений 75 Ом.
В прикладных телевизионных системах допустимы иные решения.
Передающие трубки плюмбикон, видикон создают сигнал негативной полярности, суперортикон - позитивной. Усилительный каскад по схеме с общим эмиттером изменяет полярность сигнала. Каскады по схеме с общей базой и эмиттерный повторитель полярности не изменяют.